(57)【要約】  大電力プロセスに適したワークピースキャリアについて説明する。これは、ワークピースを支持するためのパック、接着剤によってパックに接合されたプレート、パックと冷却プレートとを囲む装着リング、および接着剤を保護するように構成された、装着リングとプレートとの間のガスケットを含むことができる。【選択図】図２
2019519926.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークピースを支持するためのパックと、
接着剤によって前記パックに接合されたプレートと、
前記パックと冷却プレートとを囲む装着リングと、
前記接着剤を保護するように構成された、前記装着リングと前記プレートとの間のガスケットと
を備えるワークピースキャリア。
【請求項２】
前記ガスケットが、前記パックと前記冷却プレートとの間のアーク放電を防止する、請求項１に記載のキャリア。
【請求項３】
前記装着リングが、前記プレートと前記パックとを囲む１つ以上のリングを含み、前記１つ以上のリングが、前記ガスケットによって前記プレートと前記パックに対してシールされている、請求項１または２に記載のキャリア。
【請求項４】
前記ガスケットが、前記パック、前記プレート、および前記リングと接触する、請求項１から３のいずれか一項に記載のキャリア。
【請求項５】
前記ガスケットが、長方形の断面を有する、請求項１から４のいずれか一項に記載のキャリア。
【請求項６】
前記ガスケットが、ガスケットチャネル内のプラズマ点火を防止するのに十分に前記ガスケットチャネルを埋めるように構成されている、請求項１から５のいずれか一項に記載のキャリア。
【請求項７】
前記ガスケットが、前記ガスケットチャネル内で約９０％の充填率を有する、請求項６に記載のキャリア。
【請求項８】
前記ガスケットが、約１２％の圧縮率を有する、請求項１から７のいずれか一項に記載のキャリア。
【請求項９】
前記ガスケットが、パーフルオロエラストマーから製造されている、請求項１から８のいずれか一項に記載のキャリア。
【請求項１０】
前記ガスケットが、９よりも大きい誘電率を有する、請求項１から９のいずれか一項に記載のキャリア。
【請求項１１】
前記パックが、約９の誘電率を有し、セラミック製である、請求項１０に記載のキャリア。
【請求項１２】
前記ガスケットが金属である、請求項１から１１のいずれか一項に記載のキャリア。
【請求項１３】
前記ガスケットが導電性であり、前記プレートと前記リングとの間の空間から電荷を伝導して取り去るように構成されている、請求項１から１２のいずれか一項に記載のキャリア。
【請求項１４】
前記リングが石英製であり、前記キャリアが、前記パックの外縁を囲むシリコンリングをさらに備える、請求項１から１３のいずれか一項に記載のキャリア。
【請求項１５】
シリコンウエハを支持するための静電チャック（ＥＳＣ）であって、
前記ウエハを支持するためのセラミック製のパックと、
前記ウエハを静電的に保持するための、前記パック内の静電導電性電極と、
前記ウエハを冷却するための、接着剤によって前記パックに接合されたアルミニウム製の冷却プレートと、
前記パックと前記冷却プレートとを囲む石英製の装着リングと、
前記装着リングと前記プレートとの間のガスケットチャネルと、
前記ガスケットチャネル内のアーク放電を低減するように構成された前記ガスケットチャネル内のガスケットと
を備える静電チャック（ＥＳＣ）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
［０００１］本出願は、２０１６年６月２１日に出願された、Ｋａｒｔｉｋ  Ｒａｍａｓｗａｍｙ他による「ＨＩＧＨ  ＰＯＷＥＲ  ＥＳＣ  ＤＥＳＩＧＮ  ＷＩＴＨ  ＥＮＨＡＮＣＥＤ  ＥＤＧＥ  ＳＥＡＬＩＮＧ」と題する、米国仮特許出願第６２／３５２，７３６号、および２０１６年６月７日に出願された、Ｋａｒｔｉｋ  Ｒａｍａｓｗａｍｙ他による「ＨＩＧＨ  ＰＯＷＥＲ  ＥＳＣ  ＤＥＳＩＧＮ  ＷＩＴＨ  ＥＮＨＡＮＣＥＤ  ＥＤＧＥ  ＳＥＡＬＩＮＧ」と題する、米国仮特許出願第６２／３４６，８４９号の優先権を主張する。
【０００２】
［０００２］本明細書は、シリコンおよびマイクロメカニカル処理の分野に関し、特に、ワークピースキャリアにおけるシーリングおよび接合に関する。
【背景技術】
【０００３】
［０００３］半導体チップの製造において、シリコンウエハまたは他の基板は、異なる処理チャンバ内で様々な異なるプロセスに曝される。チャンバは、ウエハをいくつかの異なる化学的および物理的プロセスに曝すことができ、それによって微細な集積回路が基板上に形成される。集積回路を構成する材料の層は、化学気相堆積、物理気相堆積、エピタキシャル成長などを含むプロセスによって形成される。材料層のいくつかは、フォトレジストマスクおよび湿式または乾式エッチング技術を使用してパターニングされる。基板は、シリコン、ヒ化ガリウム、リン化インジウム、ガラス、または他の適切な材料であってよい。
【０００４】
［０００４］これらの製造プロセスでは、様々な材料層を堆積またはエッチングするために、プラズマが用いられ得る。プラズマ処理は、熱処理よりも多くの利点を提供する。例えば、プラズマ化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）は、類似の熱プロセスにおけるよりも低い温度かつ高い堆積速度で堆積プロセスを実行することを可能にする。したがって、ＰＥＣＶＤは、材料をより低い温度で堆積させることを可能にする。
【０００５】
［０００５］これらのプロセスで使用される処理チャンバは通常、処理中に基板を支持するためにその中に配置された基板支持体、ペデスタル、またはチャックを含む。いくつかのプロセスでは、ペデスタルは、基板の温度を制御し、かつ／またはプロセスで使用され得る高い温度を提供するように適合された埋め込みヒータを含むことができる。
【０００６】
［０００６］ＨＡＲ（高アスペクト比）プラズマエッチングは、曲がりのないプロファイルを達成するために、著しく高いバイアス電力を使用する。誘電体エッチングのためのＨＡＲをサポートするために、電力は２０ＫＷに増加されてもよく、これはＥＳＣ（静電チャック）に重大な影響をもたらす。現在の多くのＥＳＣ設計は、高バイアス電力の直接の結果として生じる高電圧に耐えることができない。ＥＳＣに設計された穴が、特に影響を被る可能性がある。さらに、過剰なラジカルが接合部を侵食すると、ＥＳＣは、リフトピン領域で接合不良を起こす可能性がある。他の影響は、ＥＳＣ表面温度がより速い速度で変化することである。ＥＳＣ表面の加熱は、印加されたＲＦプラズマ電力に正比例する。熱はまた、接合不良の結果である可能性がある。
【０００７】
［０００７］一般的なプロセスは、エッチング用途のために２ＭＨｚの６．５ＫＷプラズマ電力がウエハに印加されている状態で、ウエハを保持するためにＥＳＣを使用する。高アスペクト比（例えば１００：１）の用途は、はるかに高いプラズマ電力を使用する。本明細書では、高いウエハバイアスを生成する低周波大電力プラズマ電圧とともに動作するＥＳＣが説明される。より高い電力は、絶縁破壊ならびにＥＳＣに設計されている様々な穴および開口部でのプラズマ点火のために、ＥＳＣの故障を増大させるであろう。
【発明の概要】
【０００８】
［０００８］大電力プロセスに適したワークピースキャリアについて説明する。これは、ワークピースを支持するためのパック、接着剤によってパックに接合されたプレート、パックと冷却プレートとを囲む装着リング、および接着剤を保護するように構成された、装着リングとプレートとの間のガスケットを含むことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
［０００９］本発明の実施形態が、添付の図面の図において、限定ではなく例として示される。
【００１０】
【図１】本発明の実施形態による組み立てられた静電チャックの等角図である。
【図２】本発明の実施形態による装着リングを示す、図１のチャックの一部の断面側面図である。
【図３】本発明の実施形態による装着プレートおよびワークピースを備えた図１のチャックの一部の断面側面図である。
【図４】本発明の実施形態によるワークピースキャリアを含むプラズマエッチングシステムの図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
［００１４］記載されたＥＳＣは、大電力および高バイアス電圧に耐える。記載された本発明のＥＳＣは、接合層を保護するための側壁接合層保護Ｏリングまたは金属ガスケットを含むいくつかの新規な特徴を有する。いくつかの実施形態では、Ｏリングは、ＥＳＣ内のポケットの９０％超を埋める長方形または正方形の形状および約１２％の圧縮率を有する。このＯリングは、Ｏリングの周りのガス放出の可能性を減らす。それはまた、セラミック上部プレートとアルミニウムベースプレートとの間の接合部の腐食を防止し、ＥＳＣの縁部近くの電界を変化させる。
【００１２】
［００１５］図１は、組み立てられた静電チャックの等角図である。支持シャフト２１２が、アイソレータ２１６を通ってベースプレート２１０を支持している。中間アイソレータプレート２０８および上部冷却プレート２０６が、ベースプレートによって支持されている。上部冷却プレート２０６は、ヒータプレートの上面で誘電体パック２０５を支持している。パックは、ワークピース２０４を支持するための上部円形プラットフォームと、ヒータプレートに取り付けるための下部同心円形ベース２０７とを有する。上部プラットフォームは、ワークピースを静電的に取り付けるための内部電極を有する。ワークピースは、代替的に、クランプされ、真空吸引され、または他の方法で取り付けられてもよい。パック２１５と上部冷却プレート２０６との間にガスケットシート２１８がある。このガスケットシートによって所定の位置に保持されたガスケットは、図２に示すように、装着リングに対してシールを形成する。
【００１３】
［００１６］ＥＳＣは、パックもしくは冷却プレート内の抵抗ヒータまたは冷却プレート内の冷却流体またはその両方を使用して、ワークピースの温度を制御することができる。電力、冷却剤、ガスなどが、支持シャフトを通って冷却プレート２０６およびパック２０５に供給される。支持シャフトを使用して、ＥＳＣが、操作され、所定の位置に保持されてもよい。
【００１４】
［００１７］図２は、使用時にＥＳＣを支持し保持する装着リングを示す、図１のＥＳＣの一部の断面側面図である。冷却プレート２０６は、誘電体コーティング２３０を有する。アルミナを含む様々な異なる誘電体のいずれが、使用されてもよい。パック２０７の下部の大きい方の部分が、接着剤２３２を使用してベースプレートに取り付けられている。パックは、アルミナまたは窒化アルミニウムなどのセラミックから製造することができ、接着剤は、金属製冷却プレートとセラミックとの間に確実な接合を提供するとともに、プラズマ処理チャンバ内の環境に耐えるように、選択される。シリコンリング２２０が、パック２０５の外縁を一周し、パックを越えて所定の位置にワークピース（図示せず）を保持するための棚を提供する。
【００１５】
［００１８］冷却プレートまたはＡｌベース２０６およびパック２０７が、２つの装着リング２２２、２２４によって囲まれている。装着リングは、プラズマ処理チャンバに耐えるのに適している任意の硬質材料で作ることができる。いくつかの実施形態では、装着リングは石英である。装着リングは、同じく図１に示されているガスケットシート２１８内に保持されているＯリング２２６によってＡｌベースおよびパックに対してシールされている。
【００１６】
［００１９］セラミックプレートと冷却プレートとの間の接合層２３２をプラズマから保護するために、Ｏリングが、ガスケットシートを埋める。Ｏリングは、金属またはパーフルオロエラストマー、ポリフルオロテトラエチレンなどのエラストマー材料で形成されてもよい。下の図において、Ｏリングの正方形または長方形の断面は、Ｏリングチャネル内の空間にプラズマ点火のための十分に大きな空間を残さない。いくつかの実施形態では、Ｏリングチャネル内の充填率が約９０％で、圧縮率が約１２％であり得る。
【００１７】
［００２０］Ｏリングおよびチャネルの形状および機械的公差が、余りにも大きな空間を残すと、電気インピーダンスは、他の領域におけるよりもＯリングの周りの空間において低くなる。これは、ＲＦプラズマからその空間へのＲＦ電力結合を引き起こす。プラズマ点火とアーク放電が発生する。電荷も溜まり得る。ガスが、Ａｌベースと石英リングとの間の間隙を通り過ぎることができる場合、溜まった電荷によって引き起こされるアーク放電に加えて、これらの内側表面に燃やされた残留物があるかもしれない。
【００１８】
［００２１］セラミックパックは、約９の誘電率を有するが、アルミニウム製冷却プレートは、非常に優れた導電体であり、はるかに高い誘電率を有する。同様に、セラミックは、アルミニウムよりもはるかに低い熱膨張率を有する。誘電体パック２０７と導電性冷却プレート２０６との組み合わせは、大電力ＲＦプラズマが印加されると、冷却プレート内に電流が発生し、次いでセラミックの周りに電荷として集まることを、先ず意味する。セラミックの周りに空隙があると、より多くの電荷が蓄積される。空気は、１の誘電率を有するので、セラミックよりも優れた電荷コレクタとして作用する。それはまた、ＥＳＣが極度の熱変化を繰り返したときに、アルミニウムがセラミックパックよりも膨張および収縮するので、接着剤接合部２３２に応力がかかることを意味する。
【００１９】
［００２２］ガスケット２２６を使用して、図２の構成は、反応ガスおよび分子がパックの周りに蓄積すること、および接着剤に到達することに対して、シールを提供する。これらのガスは、その場合、接着剤接合部を破壊することはできない。ガスケットはまた、電荷が溜まってアーク放電を発生させる可能性がある間隙を埋める。金属ガスケットまたは部分的に導電性のガスケットを使用して、ガスケットは、蓄積された電荷をガスケットおよびセラミックとアルミニウムとの間から伝導して取り去ることができる。金属などの導電性ガスケットは、セラミックと金属との間にオーミック接触をもたらし、蓄積された電荷を伝導して上部プレートおよびパックに戻す。いくつかの実施形態では、導電性ガスケットは、パックの誘電率すなわち約９と同様の誘電率を有する。これは、ガスケットを通ってパックへの電流の流れを可能にし、ガスケットを通る電流の流れを妨げる。
【００２０】
［００２３］導電性ガスケットは、アルミニウム粒子もしくは金属の帯で充填された適切なエラストマー材料から、または他の様々な方法で製造することができる。金属ガスケットは、アルミニウム、モリブデン、タングステン、ステンレス、鋼、およびニッケルなどの金属を使用して製造することができる。ガスケットは、代替として、カーボンまたは充填剤入りエラストマーなどの他の非金属材料から作られてもよい。これらの金属のいくつかは、チャンバ内で腐食しやすく、戦略的に配置されたＯリングを使用して化学的腐食から保護されてもよい。
【００２１】
［００２４］上述のように、図２はまた、Ａｌベース２０６上の任意選択のコーティング２３０を示す。このコーティングは、Ａｌベースと石英リング２２２、２２４との間にあり、Ａｌベースとパック２０７との間にもある。ＥＳＣの全側壁上のイットリアまたはアルミナのコーティングは、露出したＡｌを覆い、腐食を防ぐ。
【００２２】
［００２５］これは、フッ素や塩素などの腐食性のプロセスガスからＡｌベースとその金属汚染を保護するために、ＥＳＣの側壁に陽極酸化されたプレートを有する設計に比べて、大きな利点を提供する。陽極酸化されたベースは、経時的に損なわれ、その場合、露出したＡｌが、プロセスガスに曝される。これにより、金属汚染の問題やアーク放電現象が生ずる。
【００２３】
［００２６］図３は、装着プレートおよびワークピースを備えたＥＳＣの一部の断面側面図である。それは、図２と類似しているが、より多くの構成要素とワークピースを示している。ベース冷却プレート２０６が、誘電体プレートおよびベース支持プレート（図示せず）によって支持されている。誘電体パック２０５が、接着剤によって冷却プレートに取り付けられている。石英製装着リング２２２、２２４が、冷却プレートとパックを囲んで支えている。これらのリングは、冷却プレートとパックを一周している。特定の構成が、一例として提供されており、任意の様々な異なる装着リング構成を使用することができる。冷却プレートは、ガスケット２２６によって石英リングに対してシールされている。当技術分野で知られているように、バッフル２２８が、装着リングを囲んでいる。
【００２４】
［００２７］シリコンリング２２０が、パック２０５および上部石英リング２２２の上に取り付けられている。シリコンリングは、パックの縁部まで来て、ワークピース２０４を支持するための棚を提供する。シリコンリングは、ワークピースの外周を囲み、またワークピースの外縁を支持する。パックが、外縁内のワークピースの残りを支持する。ワークピースは、シリコンウエハ、またはプラズマ処理のための他の任意の適切な材料もしくは部品であってよい。
【００２５】
［００２８］ウエハとペデスタルとの間の熱対流を改善するために、ペデスタルの上面とウエハとの間のウエハの裏面にガスを供給することができる。有効な半径方向のガス流が、ウエハの裏面を横切るガス流を改善する。ガスは、ペデスタルアセンブリの基部内のチャネルを通ってペデスタルの頂部までポンプ輸送されてもよい。ペデスタルを通る流れを制御するために、マスフローコントローラを使用することができる。真空または化学堆積チャンバにおいて、裏面ガスは、処理中にウエハを加熱および冷却するための熱伝達媒体を提供する。ガス流は、ヒータペデスタル設計のステップ状ポケットにおいてウエハの中心からの半径方向の流れパターンを確立することによって、改善することができる。
【００２６】
［００２９］図４は、本明細書に記載の実施形態による、ペデスタル１２８を有するプラズマシステム１００の部分断面図である。ペデスタル１２８は、基板が多数のプロセスおよびチャンバ条件に曝されている間に、広い温度範囲にわたって、ペデスタル上に配置された基板の温度を能動的に制御することを可能にする能動的冷却システムを有する。プラズマシステム１００は、処理領域１２０を画定する側壁１１２および底壁１１６を有する処理チャンバ本体１０２を含む。
【００２７】
［００３０］ペデスタル、キャリア、チャックまたはＥＳＣ１２８が、システム１００の底壁１１６に形成された通路１２２を通って、処理領域１２０に配置されている。ペデスタル１２８は、その上面に基板（図示せず）を支持するように適合されている。基板は、様々な異なる材料のうちのいずれかで作製された、チャンバ１００によって適用される処理のための様々な異なるワークピースのうちのいずれであってもよい。ペデスタル１２８は、基板温度を所望のプロセス温度に加熱および制御するために、加熱素子（図示せず）、例えば抵抗素子を任意選択で含んでもよい。あるいは、ペデスタル１２８は、ランプアセンブリなどの遠隔加熱素子によって加熱されてもよい。
【００２８】
［００３１］ペデスタル１２８は、処理領域１２０内でのペデスタル１２８の上昇および移動を制御する駆動システムを含むことができる電源出力または電源ボックス１０３にシャフト１２６によって結合されている。シャフト１２６は、ペデスタル１２８に電力を供給するための電力インターフェースをさらに含む。電源ボックス１０３は、熱電対インターフェースなどの電力および温度インジケータのためのインターフェースをさらに含む。シャフト１２６は、電源ボックス１０３に取り外し可能に結合するように適合されているベースアセンブリ１２９をさらに含む。円周リング１３５が、電源ボックス１０３の上方に示されている。一実施形態では、円周リング１３５は、ベースアセンブリ１２９と電源ボックス１０３の上面との間に機械的インターフェースを提供するように構成された機械的停止部またはランドとして適合された肩部である。
【００２９】
［００３２］ロッド１３０が、底壁１１６に形成された通路１２４を通って配置され、ペデスタル１２８を通って配置された基板リフトピン１６１を作動させるのに使用される。基板リフトピン１６１は、ワークピースをペデスタル上面から持ち上げて、典型的には基板移送ポート１６０を通ってロボット（図示せず）を使用して、チャンバから出し入れできるようにする。
【００３０】
［００３３］チャンバリッド１０４が、チャンバ本体１０２の上部に結合されている。リッド１０４は、それに結合された１つ以上のガス分配システム１０８を収容する。ガス分配システム１０８は、シャワーヘッドアセンブリ１４２を通って処理領域１２０Ｂ内に反応ガスおよび洗浄ガスを供給するガス入口通路１４０を含む。シャワーヘッドアセンブリ１４２は、フェースプレート１４６との中間に配置されたブロッカプレート１４４を有する環状ベースプレート１４８を含む。
【００３１】
［００３４］高周波（ＲＦ）源１６５が、シャワーヘッドアセンブリ１４２に結合されている。ＲＦ源１６５は、シャワーヘッドアセンブリ１４２に電力を供給して、シャワーヘッドアセンブリ１４２のフェースプレート１４６と加熱されたペデスタル１２８との間でのプラズマの発生を容易にする。一実施形態では、ＲＦ源１６５は、１３．５６ＭＨｚのＲＦ発生器などの高周波無線周波数（ＨＦＲＦ）電源であってもよい。別の実施形態では、ＲＦ源１６５は、ＨＦＲＦ電源と、３００ｋＨｚのＲＦ発生器などの低周波無線周波数（ＬＦＲＦ）電源とを含んでもよい。あるいは、ＲＦ源は、プラズマ発生を容易にするために、ペデスタル１２８などの処理チャンバ本体１０２の他の部分に結合されてもよい。誘電体アイソレータ１５８が、リッド１０４とシャワーヘッドアセンブリ１４２との間に配置されて、ＲＦ電力がリッド１０４に伝導されるのを防止する。ペデスタル１２８の所望の高さで基板と係合するシャドーリング１０６が、ペデスタル１２８の周囲に配置されてもよい。
【００３２】
［００３５］任意選択で、動作中に環状ベースプレート１４８を冷却するために、冷却チャネル１４７が、ガス分配システム１０８の環状ベースプレート１４８に形成される。ベースプレート１４８が所定の温度に維持されるように、水、エチレングリコール、ガスなどの熱伝達流体を冷却チャネル１４７を通って循環させることができる。
【００３３】
［００３６］チャンバライナアセンブリ１２７が、処理領域１２０内の処理環境への側壁１０１、１１２の曝露を防ぐために、チャンバ本体１０２の側壁１０１、１１２に非常に近接して処理領域１２０内に配置される。ライナアセンブリ１２７は、処理領域１２０からガスおよび副生成物を排出し、処理領域１２０内の圧力を制御するように構成されたポンピングシステム１６４に結合された円周ポンピングキャビティ１２５を含む。複数の排気口１３１が、チャンバライナアセンブリ１２７に形成されていてもよい。排気口１３１は、システム１００内の処理を促進するような、処理領域１２０から円周ポンピングキャビティ１２５へのガスの流れを可能にするように構成される。
【００３４】
［００３７］システムコントローラ１７０が、チャンバ内の製造プロセスを制御するために様々な異なるシステムに結合されている。コントローラ１７０は、温度制御アルゴリズム（例えば、温度フィードバック制御）を実行するための温度コントローラ１７５を含むことができ、ソフトウェアまたはハードウェア、またはソフトウェアとハードウェアの両方の組み合わせのいずれであってもよい。システムコントローラ１７０は、中央処理装置１７２、メモリ１７３、および入出力インターフェース１７４をさらに含む。温度コントローラは、ペデスタル上のセンサ（図示せず）から温度測定値１４３を受け取る。温度センサは、冷却剤チャネルに近接しても、ウエハに近接しても、またはペデスタルの誘電体材料内に配置されてもよい。温度コントローラ１７５は、感知された１つ以上の温度を用いて、ペデスタルアセンブリ１４２とプラズマチャンバ１０５の外部の熱源および／またはヒートシンク、例えば熱交換器１７７などとの間の熱伝達速度に影響を及ぼす制御信号を出力する。
【００３５】
［００３８］システムは、温度フィードバックループに基づいて流れが制御される制御された熱伝達流体ループ１４１を、さらに含んでもよい。例示的な実施形態において、温度コントローラ１７５は、熱交換器（ＨＴＸ）／冷却装置１７７に結合されている。熱伝達流体は、熱伝達流体ループ１４１を通ってバルブによって制御される流量でバルブ（図示せず）を通って流れる。バルブは、熱流体の流量を制御するために、熱交換器に、または熱交換器の内部もしくは外部のポンプに組み込むことができる。熱伝達流体は、ペデスタルアセンブリ１４２内の導管を通って流れ、その後ＨＴＸ１７７に戻る。熱伝達流体の温度は、ＨＴＸによって上昇または下降し、その後、流体は、ループを通ってペデスタルアセンブリに戻る。
【００３６】
［００３９］ＨＴＸは、熱伝達流体を加熱し、それによって基板を加熱するためのヒータ１８６を含む。ヒータは、熱交換器内のパイプの周りの抵抗コイルを使用して、または加熱された流体が熱交換器を通って熱流体を含む導管に熱を伝導する熱交換器を用いて、形成されてもよい。ＨＴＸは、熱流体から熱を奪うクーラ１８８をさらに含む。これは、ラジエータを使用して熱を周囲空気もしくは冷却流体内に放出するか、または任意の他の様々な方法で行うことができる。ヒータおよびクーラは、温度制御流体が先ず加熱または冷却され、次いでその制御流体の熱が熱伝達流体ループ内の熱流体の熱と交換されるように、組み合わされてもよい。
【００３７】
［００４０］ＨＴＸ１７７とペデスタルアセンブリ１４２内の流体導管との間のバルブ（または他の流量制御装置）は、流体ループへの熱伝達流体の流量を制御するために温度コントローラ１７５によって制御されてもよい。構造および動作を簡単にするように、温度コントローラ１７５、温度センサ、およびバルブを組み合わせることができる。実施形態において、熱交換器は、流体導管から戻った後の熱伝達流体の温度を感知し、流体の温度とチャンバ１０２の動作状態に対する所望の温度とに基づいて熱伝達流体を加熱または冷却する。
【００３８】
［００４１］ワークピースアセンブリに熱を加えるために、電気ヒータ（図示せず）が、ＥＳＣ内で使用されてもよい。典型的には抵抗素子の形態の電気ヒータは、所望の温度を得るためにヒータ素子にエネルギーを供給するように温度制御システム１７５によって制御される電源１７９に結合されている。
【００３９】
［００４２］熱伝達流体は、限定しないが脱イオン水／エチレングリコールなどの液体、３ＭからのＦｌｕｏｒｉｎｅｒｔ（登録商標）もしくはＳｏｌｖａｙ  Ｓｏｌｅｘｉｓ、Ｉｎｃ．からのＧａｌｄｅｎ（登録商標）などのフッ素化冷却剤、またはパーフルオロ不活性ポリエーテルを含有する流体などの任意の他の適切な誘電体流体であってもよい。本明細書ではＰＥＣＶＤ処理チャンバの文脈でペデスタルを説明しているが、本明細書で説明したペデスタルは、様々な異なるチャンバ内で様々な異なるプロセスのために使用することができる。
【００４０】
［００４３］加圧ガス供給源またはポンプおよびガス貯蔵器などの裏面ガス源１７８が、質量流量計１８５または他の種類のバルブを介してチャックアセンブリ１４２に結合されている。裏面ガスは、ヘリウム、アルゴン、またはチャンバのプロセスに影響を与えることなくウエハとパックとの間に熱対流をもたらす任意のガスであってよい。ガス源は、システムが接続されているシステムコントローラ１７０の制御下で、以下でより詳細に説明されるペデスタルアセンブリのガス出口を通ってウエハの裏面にガスをポンプ輸送する。
【００４１】
［００４４］処理システム１００は、とりわけ、プラズマ源、真空ポンプシステム、アクセスドア、マイクロマシニング、レーザシステム、および自動ハンドリングシステムなどの、図４に特に示されていない他のシステムを、さらに含むことができる。図示のチャンバは一例として提供されており、ワークピースの性質および所望のプロセスに応じて、本発明と共に任意の様々な他のチャンバを使用することができる。記載されたペデスタルおよび熱流体制御システムは、異なる物理的チャンバおよびプロセスと共に使用するために適合され得る。
【００４２】
［００４５］この明細書および添付の特許請求の範囲で使用される場合、単数形「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」および「その（ｔｈｅ）」は、文脈が明らかにそうでないことを示さない限り、複数形も含むことを意図する。本明細書で使用される「および／または」という言葉は、対応する列挙された項目のうちの１つ以上の項目の任意かつ全ての可能な組合せを指し、それらを包含する、ということもまた理解されよう。
【００４３】
［００４６］「結合された」および「接続された」という言葉は、それらの派生語とともに、構成要素間の機能的または構造的関係を説明するために、本明細書で使用され得る。これらの言葉は互いに同義語として意図されていないことを、理解されたい。むしろ、特定の実施形態では、「接続された」は、２つ以上の要素が互いに直接的に物理的、光学的、または電気的に接触していることを示すために、使用され得る。「結合された」は、２つ以上の要素が互いに直接的または間接的に（他の要素が間に介在している）物理的、光学的、または電気的に接触していること、および／または２つ以上の要素が互いに協働する、もしくは相互作用する（例えば、因果関係のように）ことを示すために使用され得る。
【００４４】
［００４７］本明細書で使用される「上に（ｏｖｅｒ）」、「下に（ｕｎｄｅｒ）」、「間に（ｂｅｔｗｅｅｎ）」、および「上に（ｏｎ）」という言葉は、そのような物理的関係が注目に値する場合に、他の構成要素または層に対するある構成要素または材料層の相対位置を指す。例えば、材料層の文脈において、他の層の上（ｏｖｅｒ）または下（ｕｎｄｅｒ）に配置されたある層は、該他の層と直接接触していてもよいし、または１つ以上の介在層を有していてもよい。さらに、２つの層の間（ｂｅｔｗｅｅｎ）に配置された１つの層は、該２つの層と直接接触していてもよいし、または１つ以上の介在層を有していてもよい。対照的に、第２の層の「上に（ｏｎ）」ある第１の層は、その第２の層と直接接触している。構成要素アセンブリの文脈において、同様の区別がなされるべきである。
【００４５】
［００４８］上記の説明は例示的であり、限定的ではないことを意図していることを理解されたい。例えば、図中の流れ図は、本発明の特定の実施形態によって実行される特定の動作順序を示しているが、そのような順序は必須ではないことを理解されたい（例えば、代替の実施形態は、異なる順序で動作を実行してもよいし、特定の動作を組み合わせてもよいし、特定の動作を重ね合わせてもよい、等々である。）。さらに、上記の説明を読んで理解すれば、他の多くの実施形態が、当業者には明らかとなろう。本発明を特定の例示的実施形態を参照して説明したが、本発明は、説明した実施形態に限定されず、添付の特許請求の範囲の精神と範囲内で修正および変更を加えて実施できることが、理解されよう。したがって、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲を参照して、そのような特許請求の範囲が権利を有する等価物の全範囲と共に、決定されるべきである。
【００４６】
［００４９］ＥＳＣ設計の様々な実施形態の例は、アーク放電を防止するための側壁接合層保護を含む。
【００４７】
［００５０］実施形態は、例えば石英製の１つ以上の、例えば２つのリングで囲まれた、冷却プレートまたはＡｌベース、およびパック、ならびに任意選択で、パックの外縁を囲むシリコンリングがあり、石英リングは、ＯリングによってＡｌベースおよびパックに対してシールされている、上記設計を含む。
【００４８】
［００５１］実施形態は、Ｏリングがパック、ベースおよびリングと接触する上記設計を含む。
【００４９】
［００５２］実施形態は、Ｏリングが正方形または長方形の断面を有する上記設計を含む。
【００５０】
［００５３］実施形態は、ＯリングがＯリングチャネル内の空間にプラズマ点火のための十分に大きな空間を残さない上記設計を含む。
【００５１】
［００５４］実施形態は、圧縮率が約１２％である、またはＯリングチャネル内の充填率が約９０％である、上記設計を含む。
【００５２】
［００５５］実施形態は、Ｏリングがパーフルオロエラストマーから製造される上記設計を含む。
【００５３】
［００５６］実施形態は、Ｏリングが、９より大きい誘電率を有する上記設計を含む。
【００５４】
［００５７］実施形態は、パックが約９の誘電率を有し、例えばアルミナまたは窒化ケイ素などのセラミックで作られる上記設計を含む。
【００５５】
［００５８］実施形態は、Ｏリングが金属である上記設計を含む。
【００５６】
［００５９］実施形態は、Ｏリングがベースとリングとの間の空間から電荷を伝導して取り去るために導電性である上記設計を含む。
【００５７】
［００６０］実施形態は、上述の機能のうちのいずれかを実行するための手段を含む。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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